Eni HPC5, simulazioni e calcoli complessi per l’energia di domani

Eni HPC5, simulazioni e calcoli complessi per l’energia di domani

Eni, costantemente protesa verso processi di ricerca e sviluppo in ambito oil&gas ed energie rinnovabili, ha avviato il nuovo supercalcolatore HPC5.

L’infrastruttura, la più potente al mondo in ambito industriale, è stata assemblata e messa in funzione ieri presso il Green Data Center di Ferrera Erbognone.

Eni HPC5, simulazioni e calcoli complessi per l’energia di domani

Il DC sorge in prossimità della raffineria ENI di Sannazzaro, in provincia di Pavia: parliamo di una struttura ad alta complessità, capace di ospitare tutti sistemi informatici di elaborazione e i dati aziendali.

Eni HPC5, simulazioni e calcoli complessi per l’energia di domani

La scelta di disporre di un datacenter di proprietà è chiara: avere il controllo diretto e incondizionato a dati e piattaforme proprietarie.
Lo stesso dicasi per HPC5, un sistema di calcolo allo stato dell’arte, che permetterà a Eni di accelerare le simulazioni per la ricerca e lo sviluppo di nuovi impianti ad energia rinnovabile e non.

Eni HPC5, simulazioni e calcoli complessi per l’energia di domani

Tra le tecnologie in fase di studio e progressivo miglioramento, nei laboratori aziendali, direttamente connessi con le principali Università italiane e statunitensi, si lavora intensamente sui nuovi modelli energetici. Lo sviluppo pratico e la simulazione software resa possibile da HPC5 permetteranno di trasformare modelli teorici e sperimentali in veri e propri prodotti in un lasso di tempo ridotto.

Eni HPC5, simulazioni e calcoli complessi per l’energia di domani

Eni HPC5, simulazioni e calcoli complessi per l’energia di domani

Secondo Claudio Descalzi, Amministratore Delegato di Eni, i fortissimi investimenti fatti negli ultimi sei anni hanno permesso di ridurre notevolmente il time-to-market dei modelli messi a punto nei laboratori di proprietà, portandolo a solo 3 anni (dalla fase sperimentale a prodotto finito).


HPC5 beneficia di soluzioni hardware di recente introduzione sul mercato e offre una potenza di calcolo in virgola mobile di 52 PetaFlop/s (52 milioni di miliardi di operazioni matematiche svolte in un secondo). Il sistema eclissa le potenzialità del precedente HPC4, che rimarrà comunque in funzione e raggiunge un picco di 18 PetaFlop/s.

Eni HPC5, simulazioni e calcoli complessi per l’energia di domani

Eni dispone ora di un totale di 70 PetaFlop/s a supporto di attività industriali complesse, lo studio di nuove fonti energetiche.
HPC5 supporterà lo sviluppo di sistemi per ricavare energia dal mare, la ricerca sulla fusione a confinamento magnetico, sul clima e sulle tecnologie per l’ambiente.

Eni HPC5, simulazioni e calcoli complessi per l’energia di domani

Il sistema di super calcolo agevolerà la digitalizzazione e la crescita di Eni per molti anni a venire, consentendo di perfezionare i processi di lavoro grazie a maggiore sicurezza sugli impianti, migliori performances, migliore pianificazione della attività esplorativa, maggiore precisione dei modelli di giacimento.

AI e Big Data alimenteranno HPC5, per un uso efficace degli asset proveniente dai sensori e dai siti produttivi Eni installati in tutto il mondo.

Eni HPC5, simulazioni e calcoli complessi per l’energia di domani

Le componenti principali del super computer sono 1.820 server Dell EMC PowerEdge C4140, ciascuno con 2 processori Intel Xeon Scalable Gold 6252, con 24 core dotati internamente di acceleratori AI e 4 acceleratori Nvidia Tesla v100 GPU.

I server sono connessi attraverso una rete Mellanox InfiniBand HDR di velocità 200 Gbit/s e la topologia è full non-blocking, per assicurare la più efficiente connessione tra server e i sistemi di archiviazione dei dati.

Eni HPC5, simulazioni e calcoli complessi per l’energia di domani

In linea con l’impegno di Dell Technologies ed Eni in tema di sostenibilità, HPC5 è stato progettato per operare a più alta efficienza energetica possibile, utilizzando l’energia solare prodotta presso il Green Data Center per ridurre le emissioni.

Eni HPC5, simulazioni e calcoli complessi per l’energia di domaniIl sistema HPC5 è basato su un’architettura parallela avanzata e supporta un modello di programmazione ibrido, che consente a Eni di processare le immagini sismiche in modo più rapido e facendo leva su algoritmi molto più sofisticati. Sfruttando la piattaforma GPU Computing di Nvidia, ENI è in grado di accelerare i workload sismici e di sviluppare nuovi approcci basati sull'IA per la scoperta e l'elaborazione dell'energia.

Adrian McDonald, Presidente di Dell Technologies EMEA
Siamo particolarmente orgogliosi della partnership ultradecennale con un gruppo come Eni, realtà italiana considerata una vera e propria eccellenza a livello internazionale e che fa dell’innovazione e della sostenibilità aspetti chiave della propria strategia. La mission di Eni in tema di sostenibilità è ben allineata alla vision di Dell Technologies, dove la tecnologia rappresenta un mezzo a beneficio delle persone. Questo è uno degli aspetti per i quali siamo fieri di essere partner tecnologico di Eni all’interno del progetto legato al supercomputer HPC5. La collaborazione tra le aziende permette di raggiungere traguardi sempre più ambiziosi in materia ambientale.

Eni HPC5, simulazioni e calcoli complessi per l’energia di domani

Claudio Descalzi, Amministratore Delegato di Eni
Oggi Eni inaugura un’infrastruttura di supercalcolo dalle caratteristiche uniche al mondo in ambito industriale, in grado di potenziare e perfezionare ancora i più complessi processi aziendali a supporto delle attività delle persone Eni, accelerando il nostro processo di digitalizzazione e trasformazione. Questo è un momento importante nel percorso di transizione energetica. È un ulteriore passo avanti verso il traguardo globale che condividiamo con i partner tecnologici e di ricerca: rendere le energie di domani una realtà sempre più vicina.


La presentazione del sistema di supercalcolo HPC5 di Eni si è svolta alla presenza dell’Amministratore Delegato Claudio Descalzi e della Presidente Emma Marcegaglia.

Eni HPC5, simulazioni e calcoli complessi per l’energia di domani

Sono intervenuti inoltre numerosi partner Eni nella ricerca e innovazione scientifica come il Consiglio Nazionale delle Ricerche (CNR), il Politecnico di Torino, il Massachusetts Institute of Technology (MIT), la Stanford University, insieme ai partner tecnologici, Dell Technologies, Intel e Nvidia.

Eni HPC5, simulazioni e calcoli complessi per l’energia di domani

Decisamente rilevanti gli interventi degli speaker. Biondo Biondi, del Dipartimento di Geofisica della Stanford University, ha spiegato come solo due realtà siano invisibili a occhio nudo: “il futuro e ciò che si trova sotto terra!”
Grazie agli studi sul campo e alla simulazione HPC è possibile “vedere” sino a 15 Km sotto la crosta terrestre e rendere edotti i geologi sulla attività da intraprendere, per effettuare una mappatura articolata dell’area d’interesse.
Citando il caso del giacimento offshore di Zohr, in Egitto, il professore ha evidenziato quanto non sia sufficiente sapere l’ubicazione del suddetto giacimento. Occorre infatti conoscere ogni aspetto cruciale, per poter valutare l’effettivo interesse produttivo e quanti pozzi andranno avviati. HPC5 è in grado di calcolare ed evidenziare rocce e fluidi, per una visione chiara in fase di istruzione del progetto di cantiere.
Il sistema consente di ridurre il rischio minerario e di evitare la costruzione di pozzi inutili (pozzi secchi). CPU e GPU operano in questa architettura ibrida tramite algoritmi ben precisi, accelerando la ricerca di fonti di energia, per una vera “energy exploration”.

Eni HPC5, simulazioni e calcoli complessi per l’energia di domani

Fabio Trincardi, Direttore del Dipartimento di Scienze del Sistema Terra e Tecnologie per l'Ambiente del CNR, ha spiegato l’importanza dei modelli matematici e dei sistemi HPC per lo studio dell’ambiente. In collegamento con tre ricercatori del team italiano alle Isole Svalbard, Trincardi ha sottolineato quanto sia importante lo studio dei fenomeni, la raccolta dei dati e la simulazione per elaborare le previsioni relative alle mutazioni ambientali. Questo è ancora più importante quando si parla dell’Artico, definito come l’hotspot principale del pianeta, un’area critica per comprendere lo stato di salute del pianeta.

Eni HPC5, simulazioni e calcoli complessi per l’energia di domani

Giuliana Mattiazzo, professore associato DIMEAS, Dipartimento di Ingegneria Meccanica e Aerospaziale del Politecnico di Torino, ha invece precisato il fondamentale apporti di Eni per lo studio delle energie rinnovabili.
Il moto ondoso è considerato la più grande fonte di energia rinnovabile inutilizzata del Pianeta: ENEA e RSE hanno calcolato che se si riuscisse a sfruttarla si otterrebbero 80 mila miliardi di KWh: cinque volte il fabbisogno annuale di energia elettrica del mondo intero. Il sistema ISWEC converte l’energia delle onde marine in energia elettrica, rendendola immediatamente disponibile per impianti off-shore o immettendola nella rete elettrica per dare corrente a comunità costiere. Il nome completo è Inertial Sea Wave Energy Converter e lo abbiamo sviluppato insieme a Wave for Energy S.r.l., spin-off del Politecnico di Torino. Il sistema è costituito da uno scafo galleggiante sigillato con al suo interno una coppia di sistemi giroscopici collegati ad altrettanti generatori. Le onde provocano il beccheggio dell’unità, ancorata al fondale, ma libera di muoversi e oscillare. Il beccheggio viene intercettato dai due sistemi giroscopici collegati a generatori che lo trasformano in energia elettrica.

Il modello in scala di ISWEC.

ISWEC è perfetto per fornire energia elettrica a impianti off-shore, in particolare a piattaforme Oil&Gas. Il primo impianto pilota è già attivo a Ravenna, collegato alla nostra piattaforma PC80 e integrato con un impianto fotovoltaico. Questo tipo di applicazioni aumenta l’autosufficienza energetica di strutture posizionate al largo, lontano dalla costa e magari in contesti geografici in cui l’approvvigionamento elettrico non è scontato. Questa prima versione è arrivata a produrre il 105% della sua potenza nominale di 50 kW, ma stiamo lavorando a un modello industriale che arriverà a 100 MW di picco, con il varo previsto nel 2020. Una macchina di questo tipo potrà dare energia a impianti medio-grandi, con un grande passo avanti nella loro sostenibilità.

Eni HPC5, simulazioni e calcoli complessi per l’energia di domani

Dennis G. Whyte è il direttore del Plasma Science and Fusion Center del MIT. Durante la conferenza ci ha raccontato le peculiarità del sistema di fusione a confinamento magnetico, una materia alla quale ha dedicato tutta la sua carriera, come ha ammesso. In questo ambito entrano in gioco campi magnetici contenitivi ad elevatissima energia, indispensabili per il contenimento del fluido ad alta temperatura (in un modo molto simile al comportamento di una stella, precisa Whyte).

Nella fusione a confinamento magnetico il plasma caldo è racchiuso in una camera a vuoto, e una opportuna configurazione di campi magnetici esterni e/o prodotti da correnti circolanti nel plasma impedisce il contatto con le pareti del recipiente.
Sono state studiate, a questo proposito, diverse configurazioni magnetiche: configurazioni a specchio in cui le linee di forza del campo magnetico sono aperte alle estremità del plasma e configurazioni a simmetria toroidale. Quella che ha ottenuto finora i migliori risultati nella fusione a confinamento magnetico, è quella del Tokamak.

Grazie a HPC5 è possibile costruire e avviare modelli virtuali ad alta efficienza per studiare il fenomeno nel dettaglio. Secondo le stime, per il 2025 sarà possibile avere a disposizione un prototipo a bassa efficienza per raccogliere dati sul campo. Nel 2033 si stima la produzione del primo modello di serie, in grado di produrre energia per la rete.

Eni HPC5, simulazioni e calcoli complessi per l’energia di domani

Emma Marcegaglia, Presidente del consiglio di amministrazione Eni, è intervenuta in chiusura di evento. A lei è spettato il compito di condensare gli avvenimenti della giornata e sottolineare la posizione del Gruppo.
La mission di Eni è quella di dare un contributo alla società e di sostenere responsabilmente la transizione energetica in atto. L’azienda vuole inoltre favorire l’accesso all’energia a quelle aree del mondo che ancora non ce l’anno.
Eni porta avanti questa visione con concretezza e passione, rispetto per le persone ed etica globale. Non è facile, evidenzia Marcegaglia, in un modo sempre più fratturato e complesso, corroso da una grande incertezza su tutti i livelli e fortemente condizionato dagli avvenimenti della geopolitica globale.

HPC5 rappresenta una scelta per il futuro e la volontà di guardare molto avanti, per essere protagonisti dell’energia anche nei prossimi decenni.

Sommario